一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的制作方法

本申请涉及电力接线技术领域，尤其涉及一种基于棱柱的一个半断路器接线系统。

背景技术：

一个半断路器接线是指一个回路由三个断路器供电的双重链接的多环形接线，也称3/2接线，它是超高压、特高压变电站及开关站广泛应用的接线形式。

如图1所示，图1为传统的一个半断路器接线系统的结构示意图，由图中可以看出，当其相关回路发生“两条母线双重跳闸”、“一条母线停电检修时另一条母线故障跳闸”或“一条母线停电检修时靠近另一条母线的外部回路故障跳闸”等两个外部回路同时退出运行(n-2故障)时，使得主接线剩余回路的连通性遭到破坏，这将导致连锁跳闸，甚至可能演变为大范围停电事故。

公开号为cn208479184u的中国实用新型专利公开了一种基于正则图的接线系统，包括多个断路器单元，断路器单元之间的接线结构与n-正则图相对应，也就是说n-正则图的每条支路对应一个断路器单元，n-正则图的每个顶点均对应由n个断路器单元汇合连接形成的连接交叉点，此连接交叉点连接的外部电气回路。当n-正则图接线系统的n大于或等于3时，若两个外部电气回路由于故障跳闸或停电检修等原因退出运行，则接线系统剩余非停运部分的电气连通性不会受到破坏，保证了电力系统的正常运行。虽然，上述专利可以避免当两个外部回路同时退出运行(n-2故障)时产生的相关连锁跳闸或大停电事故的发生，但其基于正则图的接线系统的所有一次设备均安装布置于一个平面，导致接线系统的占地面积较大，不适用于建设用地受限的新建变电站或开关站工程。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，用于解决现有的接线系统发生n-2故障时，导致剩余非停运部分的电气连通性遭到破坏，以及占地面积较大的技术问题。

有鉴于此，本申请提供了一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，包括：多个断路器单元，所述多个断路器单元的接线结构与棱柱相对应，所述棱柱的每个边均对应设有断路器单元，所述棱柱的每个顶点均连接有外部回路。

优选地，所述棱柱的侧棱数量大于或等于三。

优选地，所述多个断路器单元的接线结构与三棱柱相对应，相应的该接线系统包括9个所述断路器单元和6个所述外部回路。

优选地，所述多个断路器单元的接线结构与四棱柱相对应，相应的该接线系统包括12个所述断路器单元和8个所述外部回路。

优选地，所述多个断路器单元的接线结构与五棱柱相对应，相应的该接线系统包括15个所述断路器单元和10个所述外部回路。

优选地，所述多个断路器单元的接线结构与六棱柱相对应，相应的该接线系统包括18个所述断路器单元和12个所述外部回路。

优选地，所述棱柱的底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面平行设置。

优选地，所述棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面之间相互平行设置。

优选地，所述断路器单元包括断路器、电流互感器与隔离开关。

优选地，所述外部回路包括电力线路、变压器、电容设备、电感设备、电阻设备、发电机、电动机、调相机、整流器、逆变器、变流器、防雷设备、电压测量设备、电流测量设备、阻波器与限流器。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，包括：多个断路器单元，所述多个断路器单元的接线结构与棱柱相对应，所述棱柱的每个边均对应设有断路器单元，所述棱柱的每个顶点均连接有外部回路。通过上述方案，使得当任意两个外部回路失电时，剩余的其他回路仍然可以保持连通，避免了剩余非停运部分的电气连通性遭到破坏，从而保证了电力系统的正常运行；同时，本申请实施例提供的一个半断路器接线系统采用棱柱立体结构，使得该接线系统中的一次设备分布于不同的平面上，极大地减小了总体占地面积，适用于对可靠性要求苛刻且建设用地受限的新建变电站和开关站工程。

附图说明

图1为现有技术中传统的一个半断路器接线系统的结构示意图；

图2为本申请示例一提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的结构示意图；

图3为本申请示例一提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的另一结构示意图；

图4为本申请示例二提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的结构示意图；

图5为本申请示例二提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的另一结构示意图；

图6为本申请示例三提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的结构示意图；

图7为本申请示例三提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的另一结构示意图；

图8为本申请示例四提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的结构示意图；

图9为本申请示例四提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的另一结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，包括：多个断路器单元，多个断路器单元的接线结构与棱柱相对应，棱柱的每个边均对应设有断路器单元，棱柱的每个顶点均连接有外部回路。

可以理解的是，棱柱的特点是棱柱边的数量与其顶点数量之比恒为1.5/1，而顶点由三个边相交而成，即每个顶点与其他三个顶点相连接，当任意两个顶点及其相关边消失时，剩余顶点和边仍然保持连通。

本实施例中的一个半断路器接线系统利用棱柱上述的结构特点，使该接线系统的接线结构与棱柱的结构相对应，通过棱柱每个边均对应设置断路器单元，每个顶点连接外部回路，从而使得当任意两个外部回路失电时(n-2故障)，剩余的其他回路仍然可以保持连通，避免了发生n-2故障时，剩余非停运部分的电气连通性遭到破坏，保证了电力系统的正常运行。

同时，本实施例中的一个半断路器接线系统中棱柱的每个边上的断路器单元的重要性相等，从而使其具有去中心化的特性，而且，该接线系统不设置母线，不仅避免了作为重要汇聚点的母线失电造成的影响，而且还消除了母线相关一二次设备的投资成本。

另外，本实施例的一个半断路器接线系统采用棱柱立体结构，使得该一个半断路器接线系统中的一次设备分布于不同的平面上，极大地减小了总体占地面积，适用于对可靠性要求苛刻且建设用地受限的新建变电站和开关站工程。

以下为结合本实施例中提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统的部分示例。

示例一

本示例以三棱柱为例，为了方便理解，请参阅图2，本示例提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，包括：9个断路器单元100、101、102、103、104、105、106、107、108和6个外部回路200、201、202、203、204、205，9个断路器单元100、101、102、103、104、105、106、107、108的接线结构与三棱柱相对应，三棱柱的每个边均对应设有断路器单元，三棱柱的每个顶点均连接有外部回路或通过隔离开关连接外部回路。

可以理解的是，通过枚举法可知，6个外部回路200、201、202、203、204、205全部运行、部分运行和全部停运的三种运行情况均有2⁶＝64种可能情况，对于每种运行情况分别进行连通性判断，得到表1。

表1基于三棱柱的一个半断路器接线系统在不同运行情况下连通性分析

由表1容易得出，在任意两个外部回路同时退出运行的情况下，主接线不连通的概率为0％，当任意三个外部回路同时退出运行的情况下，主接线不连通的概率为30％；因此，可以说明，本示例的一个半断路器接线系统可以避免当发生n-2故障时，导致的剩余非停运部分的电气连通性遭到破坏，同时，当发生n-3故障时，不连通的概率较低，具有较高的可靠性。

在本示例中，如图2所示，三棱柱的底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面平行设置，进而建立二层立体结构，极大地减小了该接线系统的占地面积。

另外，考虑到断路器单元内设置的断路器、电流互感器、隔离开关等设备安装对场地水平的需要，如图3所示，将三棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面之间相互平行设置，从而建立三层立体结构，在实际应用中，三棱柱的侧面边对应的所述断路器单元的断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面均相对场地水平设置，既极大地减小了该接线系统的占地面积，又适用于上述设备的合理使用。

示例二

本示例以四棱柱为例，为了方便理解，请参阅图4，本示例提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，包括：12个断路器单元300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311和8个外部回路400、401、402、403、404、405、406、407，12个断路器单元300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311的接线结构与四棱柱相对应，四棱柱的每个边均对应设有断路器单元，四棱柱的每个顶点均连接有外部回路或通过隔离开关连接外部回路。

在本示例中，如图4所示，四棱柱的底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面平行设置，进而建立二层立体结构，极大地减小了该接线系统的占地面积。

另外，考虑到断路器单元内设置的断路器、电流互感器、隔离开关等设备安装对场地水平的需要，如图5所示，将四棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面之间相互平行设置，从而建立三层立体结构，在实际应用中，四棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面均相对场地水平设置，既极大地减小了该接线系统的占地面积，又适用于上述设备的合理使用。

示例三

本示例以五棱柱为例，为了方便理解，请参阅图6，本示例提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，包括：15个断路器单元500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514和10个外部回路600、601、602、603、604、605、606、607、608、609，15个断路器单元500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514的接线结构与五棱柱相对应，五棱柱的每个边均对应设有断路器单元，五棱柱的每个顶点均连接有外部回路或通过隔离开关连接外部回路。

在本示例中，如图6所示，五棱柱的底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面平行设置，进而建立二层立体结构，极大地减小了该接线系统的占地面积。

另外，考虑到断路器单元内设置的断路器、电流互感器、隔离开关等设备安装对场地水平的需要，如图7所示，将五棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面之间相互平行设置，从而建立三层立体结构，在实际应用中，五棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面均相对场地水平设置，既极大地减小了该接线系统的占地面积，又适用于上述设备的合理使用。

示例四

本示例以六棱柱为例，为了方便理解，请参阅图8，本示例提供的一种基于棱柱的一个半断路器接线系统，包括：18个断路器单元700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717和12个外部回路800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811，18个断路器单元700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717的接线结构与六棱柱相对应，六棱柱的每个边均对应设有断路器单元，六棱柱的每个顶点均连接有外部回路或通过隔离开关连接外部回路。

在本示例中，如图8所示，六棱柱的底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面平行设置，进而建立二层立体结构，极大地减小了该接线系统的占地面积。

另外，考虑到断路器单元内设置的断路器、电流互感器、隔离开关等设备安装对场地水平的需要，如图9所示，将六棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面之间相互平行设置，从而建立三层立体结构，在实际应用中，六棱柱的侧面边对应的所述断路器单元所在的平面、底面边对应的所述断路器单元所在的平面和顶面边对应的所述断路器单元所在的平面均相对场地水平设置，既极大地减小了该接线系统的占地面积，又适用于上述设备的合理使用。

可以理解的是，根据对断路器单元的实际数量需求决定棱柱结构，因此，对于一个半断路器接线系统相对应的棱柱的侧棱数量大于或等于三，但不仅限于三棱柱、四棱柱、五棱柱和六棱柱，在本发明实施例中不再一一列举。

进一步地，本发明实施例中的断路器单元包括断路器、电流互感器与隔离开关。

具体地，对于电压等级较高的敞开式变电站，断路器单元包括断路器、电流互感器、隔离开关与接地隔离开关，另外，对于单ct配置，断路器只设有一个电流互感器，对于双ct配置，断路器两侧均设有电流互感器；

对于电压等级较低情况，断路器单元可指定为手车式开关柜或者抽屉式开关柜。

进一步地，本发明实施例中的外部回路包括电力线路、变压器、电容设备、电感设备、电阻设备、发电机、电动机、调相机、整流器、逆变器、变流器、防雷设备、电压测量设备、电流测量设备、阻波器与限流器。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。